KARI 한국항공우주연구원

전 세계적으로 도심용 항공 모빌리티(UAM, Urban Air Mobility) 시장 선점을 위한 전기 동력 수직이착륙(eVTOL, electric Vertical Takeoff & Landing) 개인항공기(PAV, Personal Air Vehicle) 개발 열풍이 치열하다. UAM은 지상의 교통체증 없이 신속한 이동이 가능해 이동 시간을 획기적으로 단축하고, 지상 교통수단 증가에 따른 막대한 사회적 비용을 절감 효과도 기대된다. 이를 통해 UAM은 항공 모빌리티 혁신의 핵심이자 미래 교통 패러다임 전환을 주도할 중요한 산업으로 부상하고 있다. 전 세계 다양한 UAM 업체는 시제품을 개발해 검증하는 과정을 수행하며, 시장 선점을 위해 박차를 가하고 있다.

우리나라도 UAM 시장 선점을 위해 전기 동력 수직이착륙 기술 개발을 완료하였다. OPPAV(Optionally Piloted Personal Air Vehicle)는 유무인겸용 개인항공기를 의미하며, 한국항공우주연구원(KARI)이 주관해 개발한 UAM의 이름이기도 하다. OPPAV 개발 사업은 산업통상자원부 및 국토교통부의 지원으로 2019년 4월부터 2023년 12월까지 총 57개월의 일정으로 수행되었다. 산업통상자원부는 분산전기추진시스템 및 자동비행시스템 기술을 검증하기 위한 순항속도 시속 200km/h 이상 1인승급 수직이착륙 방식의 유무인 겸용 비행시제기와 지상통제시스템 개발 사업을 담당하였고, 국토교통부는 미래형 전기 동력 수직이착륙 UAM에 필요한 인증기술과 자동비행제어시스템을 개발 사업을 담당하였다.

OPPAV 시스템은 비행체, 데이터링크, 지상통제장비(GCS), 지상지원시스템(GSS), 충전장비로 구성된다. 비행체는 고속 비행 및 수직 이착륙이 가능하며, 배터리 동력의 분산 전기 추진 방식을 갖는다. 비행체의 전방에 4개의 틸트 프롭과 후방에 4개의 리프트 프롭이 있으며, 승객 및 지상 운용요원 안전을 위해 비행체의 상부에 장착되어 있다. 또한 3중화된 비행 제어 시스템 장착으로 안전성을 확보하고 있다.
OPPAV 비행시험은 2023년 1월 비행체 1호기 초도 비행이 시작되었으며 1호기는 총 85회, 2호기는 총 135회의 비행시험을 수행하였다. 전방 프롭의 틸트에 따른 천이(Transition)시험, 비상 상황 대응을 위한 OEI (one engine inoperative) 시험, 내풍성 시험, 최대속도 비행, 최대 항속거리 시험, 조종사 탑승 시험, 피루엣(Pirouette) 기동 시험을 완료하였다. 또한 K-UAM 그랜드 챌린지 참여 및 인도네시아 실증비행을 통한 UAM 실증 시나리오를 성공적으로 수행하였고, UAM 소음측정 및 UAM 탑재장비 검증 시험에 활용되었다. 향후 개발된 OPPAV 비행시제기는 도심교통항공수단(UAM, urban air mobility), 고기능 및 대형 무인기 개발을 위한 비행 플랫폼으로 활용될 것이다.